曾文海 付偉明

(江西師范大學(xué)，江西 南昌 330022)

BIM技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用研究

曾文海 付偉明

(江西師范大學(xué)，江西 南昌 330022)

建筑信息化模型不僅僅在工程領(lǐng)域具有極強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，在高校人才培養(yǎng)上亦有廣泛的應(yīng)用空間。分析BIM應(yīng)用在江西高校教學(xué)現(xiàn)狀，探討如何改革現(xiàn)有的教學(xué)模式、教學(xué)方法，將工程信息化模型引入到實(shí)踐教學(xué)中，以提高高校工程專業(yè)的教學(xué)水平與教學(xué)質(zhì)量。

建筑信息化模型；教學(xué)；應(yīng)用

“建筑信息化模型”(Building Information Modelling,BIM)既是一個(gè)建筑工程項(xiàng)目的管理系統(tǒng)，也是一個(gè)工程項(xiàng)目的技術(shù)系統(tǒng)，又是一種數(shù)據(jù)化工具，被國(guó)際工程界公認(rèn)為建筑業(yè)生產(chǎn)力革命性技術(shù)。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。它通過(guò)參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息并仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，在項(xiàng)目全壽命周期過(guò)程中進(jìn)行信息的共享和傳遞，為項(xiàng)目各個(gè)參與者提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，為項(xiàng)目投資建設(shè)中各項(xiàng)目標(biāo)有效實(shí)現(xiàn)發(fā)揮重要作用。

1 BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀

BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域最早出現(xiàn)，發(fā)展于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，本世紀(jì)初逐步走向成熟。美國(guó)2012年在建設(shè)行業(yè)中采用BIM技術(shù)的比例已占71%；英國(guó)政府要求在項(xiàng)目建設(shè)中強(qiáng)制推廣、使用BIM技術(shù)，并要求2016年全面協(xié)同3D-BIM的實(shí)現(xiàn)；韓國(guó)政府也提出一個(gè)從2010年至2016年的BIM應(yīng)用目標(biāo)，要求在2016年前實(shí)現(xiàn)所有公共項(xiàng)目建設(shè)的BIM應(yīng)用。由此可見(jiàn)，BIM技術(shù)將給建筑行業(yè)帶來(lái)深刻的變革，成為未來(lái)重要的項(xiàng)目管理、技術(shù)應(yīng)用手段。在中國(guó)，BIM理念正逐步為建筑行業(yè)所知。2005年，華南理工大學(xué)建筑學(xué)院與歐特克聯(lián)合創(chuàng)辦了建筑物生命周期管理 (BLM)—BIM實(shí)驗(yàn)室，并于當(dāng)年將BIM作為該實(shí)驗(yàn)室的主要研究課題方向。2010年，清華大學(xué)參考NBIMS，結(jié)合調(diào)研提出了中國(guó)建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架(Chinese Building Information Modeling Standard，簡(jiǎn)稱CBIMS)，并且創(chuàng)造性地將該標(biāo)準(zhǔn)框架分為面向IT的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與面向用戶的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。2011年5月，住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)2012年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂修訂計(jì)劃的通知》宣告了中國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)制定工作的正式啟動(dòng)，其中包含五項(xiàng)BIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《建筑工程信息模型存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)》《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》《制造工業(yè)工程設(shè)計(jì)信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》。實(shí)踐教學(xué)方法改革是推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)改革和人才培養(yǎng)模式改革的關(guān)鍵[1]。面對(duì)項(xiàng)目建設(shè)領(lǐng)域中BIM技術(shù)逐步由初始建模向成熟應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)，擺在高等院校面前的一個(gè)現(xiàn)實(shí)的課題是：面對(duì)BIM技術(shù)熱潮的興起，如何應(yīng)用新型教學(xué)方式提高BIM的實(shí)踐教學(xué)水平，以培養(yǎng)建筑行業(yè)需要的BIM專業(yè)應(yīng)用人才。

2 BIM教學(xué)應(yīng)用調(diào)查

截至2014年，筆者對(duì)BIM軟件在江西省27所高校教學(xué)應(yīng)用情況做了調(diào)查。某BIM軟件在江西省高校的購(gòu)買、使用情況見(jiàn)下圖1。

某BIM軟件開(kāi)發(fā)公司開(kāi)發(fā)的BIM軟件企業(yè)用戶數(shù)量在全國(guó)達(dá)到十四萬(wàn)余家，該軟件也是江西省市場(chǎng)在造價(jià)類領(lǐng)域占有率最大的軟件。該軟件在江西省27所高校購(gòu)買使用情況為：購(gòu)買了施工組織設(shè)計(jì)的為7所高校，占25.9%；購(gòu)買了BIM軟件的僅1所高校(江西理工大學(xué))，占3.7%；更多的高校只購(gòu)買了造價(jià)應(yīng)用部分。可見(jiàn)，真實(shí)意義上的BIM教學(xué)尚未在江西省高校實(shí)踐教學(xué)中有效開(kāi)展，更多的學(xué)校只是在造價(jià)類課程中使用了該類BIM軟件。由此可推算出中國(guó)高校運(yùn)用BIM開(kāi)展教學(xué)改革上還處于初步階段[2]。

3 BIM軟件教學(xué)應(yīng)用問(wèn)題分析

3.1 國(guó)內(nèi)BIM軟件的技術(shù)開(kāi)發(fā)成熟度不夠，限制了軟件的應(yīng)用

信息化具備三大要素：數(shù)據(jù)采集、信息分類、全生命周期管理。BIM概念的核心是用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)作為存放工程幾何、非幾何數(shù)據(jù)的唯一知識(shí)庫(kù)，使得工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及管理階段的相關(guān)人員能從中獲取所需的數(shù)據(jù)[3]。工程項(xiàng)目的差異性、建筑構(gòu)造的復(fù)雜性、施工技術(shù)與方法的多樣性、項(xiàng)目管理中影響因素的多變性決定了完整的建筑信息模型覆蓋了大量的工程信息參數(shù)，這就決定了BIM專業(yè)軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)建立在較為完備的信息數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)基礎(chǔ)上。近年來(lái)，我國(guó)的BIM軟件正逐步向市場(chǎng)應(yīng)用型方向發(fā)展，許多國(guó)內(nèi)的BIM軟件開(kāi)發(fā)公司致力于與高校合作，以完善信息庫(kù)的建設(shè)工作。例如：某BIM軟件以應(yīng)用為主、模型為輔BIM 5D綜合項(xiàng)目管理系統(tǒng)于2014年8月進(jìn)入市場(chǎng)，而上代的BIM產(chǎn)品還僅僅適用于虛擬模型、查找碰撞等簡(jiǎn)單工作，并不能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理信息的系統(tǒng)化與實(shí)用化?？梢?jiàn)，現(xiàn)階段的國(guó)內(nèi)BIM軟件與發(fā)達(dá)國(guó)家同類軟件的應(yīng)用水平還存在一定差距，不能成熟地將信息化模型應(yīng)用在設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)、項(xiàng)目管理上以實(shí)現(xiàn)完整的“串聯(lián)”。因而在高校實(shí)踐教學(xué)中，專業(yè)BIM軟件的成熟度直接影響了BIM技術(shù)在實(shí)踐性教學(xué)中的應(yīng)用效果，限制了專業(yè)課程體系的建立與專業(yè)課程的有效銜接。不能實(shí)現(xiàn)課程實(shí)踐體系中多課程間相互“打通”“并舉”，成為主要應(yīng)用障礙。

3.2 高校BIM應(yīng)用性人才缺失

BIM人才需求結(jié)構(gòu)大致可以分為BIM標(biāo)準(zhǔn)制定人才、BIM工具開(kāi)發(fā)人才、BIM專業(yè)應(yīng)用人才、BIM技術(shù)的教學(xué)人才四類，其中BIM專業(yè)應(yīng)用人才數(shù)量最大、覆蓋面最廣，而B(niǎo)IM技術(shù)的教學(xué)人才是BIM專業(yè)應(yīng)用人才培養(yǎng)與形成基礎(chǔ)，是BIM專業(yè)應(yīng)用人才滿足社會(huì)需求的根本保障。隨著B(niǎo)IM技術(shù)逐步推廣和深入到建筑行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域步伐的加快，以及社會(huì)和建筑行業(yè)對(duì)BIM人才需求量的不斷增加，各高校實(shí)施BIM高端人才培養(yǎng)的改革已經(jīng)不可避免[4]。高校具備專業(yè)應(yīng)用能力的教學(xué)人才是實(shí)現(xiàn)BIM應(yīng)用于教學(xué)的最為重要的力量。高校教師缺乏項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)踐能力，缺少BIM應(yīng)用能力或缺乏對(duì)新技術(shù)、新管理方式學(xué)習(xí)后的再生能力，缺乏對(duì)BIM軟件的項(xiàng)目運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)，都是BIM技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)工作有效開(kāi)展的不利因素。BIM模型涵蓋了項(xiàng)目決策、設(shè)計(jì)、招標(biāo)投標(biāo)、造價(jià)、施工等多個(gè)工作內(nèi)容的信息，這就需要BIM專業(yè)應(yīng)用人才具有很強(qiáng)的工程設(shè)計(jì)、施工、管理的綜合素質(zhì)，甚至具有較為豐富的現(xiàn)場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)BIM專業(yè)應(yīng)用人才的教學(xué)人才提出非常高的理論、實(shí)踐能力要求，因此，高校教師的專業(yè)素質(zhì)能力亟待提高。

3.3 現(xiàn)有高校教學(xué)管理機(jī)制不完善

一是高校管理者、決策者的關(guān)注度不夠。高校普遍存在注重科研、輕視教學(xué)的現(xiàn)象，并無(wú)強(qiáng)有力的管理機(jī)制約束專業(yè)教師過(guò)多投入教學(xué)工作以及完成或配合一套實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)工作。更多的高校對(duì)教師教學(xué)工作缺乏相對(duì)公平、有效的評(píng)價(jià)體系，亦缺乏足以支持教學(xué)工作高效開(kāi)展的獎(jiǎng)勵(lì)制度，一定程度上抑制了高校教師在提高教學(xué)水平與質(zhì)量上的積極性。二是教學(xué)改革課題經(jīng)費(fèi)不足。以教學(xué)科研課題方式組建BIM實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用的團(tuán)隊(duì)，往往教學(xué)改革課題經(jīng)費(fèi)遠(yuǎn)不足以支撐實(shí)際的經(jīng)費(fèi)開(kāi)支，一定程度上又限制了課題本身的質(zhì)量和有效利用。即使國(guó)內(nèi)一流高校配備足夠的資金、設(shè)備去完成某項(xiàng)課題為實(shí)踐教學(xué)所用，亦不能為其他院校共享，遠(yuǎn)不足以解決全國(guó)各所高校數(shù)量龐大工程管理專業(yè)學(xué)生的教學(xué)需求。

4 BIM技術(shù)在高校教學(xué)應(yīng)用的對(duì)策建議

4.1 立足于當(dāng)前，盡量做到BIM技術(shù)教學(xué)應(yīng)用的最大化

如前所述，江西省眾多院校選擇購(gòu)買了造價(jià)類的BIM軟件有利于實(shí)踐性教學(xué)開(kāi)展，能讓高校學(xué)生盡量貼近工程實(shí)踐主體，了解未來(lái)建設(shè)項(xiàng)目的技術(shù)要求、管理手段、方法。當(dāng)前，盡管BIM技術(shù)的綜合應(yīng)用還不能完全實(shí)現(xiàn)，但高校工程管理專業(yè)教學(xué)重點(diǎn)是對(duì)學(xué)生的BIM專業(yè)應(yīng)用人才基本技能培養(yǎng)，因此高校應(yīng)注重教學(xué)方式的多樣性、靈活性與時(shí)效性，注重與施工企業(yè)、軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)合作，有效編排課程體系，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)效果，共同促進(jìn)社會(huì)工作完成與高校人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的雙贏。在現(xiàn)階段，獨(dú)立的BIM的課程設(shè)置暫時(shí)不能完全取代CAD課程(由現(xiàn)實(shí)的社會(huì)工作所決定)，但應(yīng)以CAD課程為基礎(chǔ)，獨(dú)立開(kāi)設(shè)BIM建模課程，同時(shí)作為未來(lái)專業(yè)課程BIM的應(yīng)用基礎(chǔ)。以某公司土建和安裝建模軟件為例，該軟件不僅可以快速?gòu)娜S設(shè)計(jì)軟件Revit、ArchiCAD、MegiCAD、Tekla和二維設(shè)計(jì)軟件PKPM、天正、浩辰軟件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)建立三維模型，還能快速建立自己的三維模型，軟件的兼容性可以有效節(jié)約不同課程、在不同軟件運(yùn)用下的建模時(shí)間，提高教學(xué)效率，降低辦學(xué)成本。所以，應(yīng)與獨(dú)立的專業(yè)基礎(chǔ)BIM課程設(shè)置為前提，結(jié)合BIM軟件自身開(kāi)發(fā)的技術(shù)成熟度，在不同課程中最大可能地利用BIM技術(shù)，發(fā)揮BIM技術(shù)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。

4.2 打造BIM技術(shù)教學(xué)應(yīng)用人才隊(duì)伍

4.2.1 注重高校BIM技術(shù)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

重視BIM方向的復(fù)合型教學(xué)人才引進(jìn)、培養(yǎng)的同時(shí)，更加注重教學(xué)團(tuán)隊(duì)的形成、建設(shè)。年齡結(jié)構(gòu)上要注重老、中、青的合理性，BIM技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的長(zhǎng)期性和可持續(xù)性教學(xué)團(tuán)隊(duì)是建設(shè)的重點(diǎn)。

4.2.2 多渠道開(kāi)展人才培養(yǎng)

近幾年，國(guó)家注重高校中的BIM的研發(fā)，企業(yè)也注重與高校間的合作研究，一定程度上促進(jìn)了高校BIM專業(yè)教師隊(duì)伍的建設(shè)工作。高校教學(xué)中越來(lái)越多采用了BIM技術(shù)，這種趨勢(shì)的一個(gè)主要推動(dòng)力就是軟件供應(yīng)商與學(xué)校項(xiàng)目間的合作[5]。高校教學(xué)人才的培養(yǎng)應(yīng)更加注重校企合作、實(shí)踐為主的方式，而不能局限于學(xué)校自身，不能為實(shí)踐教學(xué)而教學(xué)。因此，高校應(yīng)將現(xiàn)有教學(xué)人員推入市場(chǎng)中鍛煉，積累BIM專業(yè)的實(shí)踐能力，使之成為合格BIM專業(yè)教學(xué)人才。

4.3 建立有效的高校教學(xué)管理機(jī)制

由于BIM本身應(yīng)用于教學(xué)的特性因素，建筑信息化模型輸出的信息的處理和應(yīng)用分析，應(yīng)結(jié)合專業(yè)特征、課程特點(diǎn)處理信息化模型下的數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行有效的整合，才能使輸出的信息具有實(shí)踐性價(jià)值。這就要求BIM實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展不能是個(gè)人、少數(shù)人的行為，應(yīng)該是整個(gè)專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)共同完成的任務(wù)，需要投入較大的人力、財(cái)力。因此，加大項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)投入，認(rèn)真整合教學(xué)資源，建立具有多課程體系共性的BIM案例平臺(tái)，其長(zhǎng)期性和復(fù)雜性特點(diǎn)決定了必須依托穩(wěn)定、長(zhǎng)期的高校教學(xué)管理機(jī)制方能實(shí)現(xiàn)。

[1]教育部，中宣部，財(cái)政部等七部門.關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高校實(shí)踐育人工作的若干意見(jiàn)(教思政〔2012〕1號(hào))[Z].2012-01-10.

[2]鐘煒，張馨文，姜騰騰.BIM仿真在工程項(xiàng)目管理課程教學(xué)改革中的應(yīng)用研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013，(12).

[3]劉淑珍，馮佳，張慧榮.讓信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合[N].中國(guó)教育報(bào)，2014-04-08(04).

[4]齊寶庫(kù)，薛紅，張陽(yáng).建筑類高校BIM高端人才培養(yǎng)的瓶頸與對(duì)策[J].中國(guó)建設(shè)教育，2014，(1).

[5]吳偉，Raja R.A.lssa Brittany Giel.BIM可持續(xù)性一體化課程[J].建筑創(chuàng)作，2012，(10).

責(zé)任編輯：盧宏業(yè)

10.3969/j.issn.1674-6341.2014.06.041

2014-10-27

曾文海(1975-)，男，江西永新人，講師，全國(guó)注冊(cè)一級(jí)建造師、造價(jià)工程師。研究方向：工程項(xiàng)目管理。

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1674-6341(2014)06-0085-02